Amplifier Unik Dapat Mengubah Komunikasi Optik

Para peneliti di Chalmers University of Technology telah mengembangkan penguat optik yang mereka harapkan akan merevolusi komunikasi antariksa dan serat. Amplifier baru ini menawarkan kinerja tinggi, cukup ringkas untuk diintegrasikan ke dalam chip berukuran hanya beberapa milimeter, dan yang terpenting, tidak menghasilkan noise berlebih.

Komunikasi optik memungkinkan untuk mengirim informasi melalui jarak yang sangat jauh. Teknologi ini berguna dalam berbagai aplikasi, seperti komunikasi ruang angkasa dan kabel serat optik untuk lalu lintas internet.

Dengan komunikasi berdasarkan cahaya, bukan gelombang radio, kita dapat, misalnya, dengan cepat mengirim gambar beresolusi tinggi dari Mars. Informasi, yang dibawa oleh sinar laser, dapat dikirim dengan kecepatan tinggi dari pemancar di planet ini ke penerima di Bumi atau di Bulan. Komunikasi optik juga memungkinkan kita untuk menggunakan internet di seluruh dunia — baik sinyal tersebut ditransfer dalam kabel serat optik di bawah dasar laut atau ditransmisikan secara nirkabel.

Karena cahaya — yang membawa informasi antara dua titik yang jauh — kehilangan daya di sepanjang jalan, sejumlah besar amplifier optik diperlukan. Tanpa amplifier, hingga 99 persen sinyal dalam kabel serat optik akan hilang dalam jarak 100 kilometer.

Masalah yang terkenal dalam komunikasi optik, bagaimanapun, adalah bahwa amplifier ini menambah kebisingan berlebih yang secara signifikan merusak kualitas sinyal yang ingin Anda kirim atau terima. Amplifikasi cahaya dalam proyek Chalmers didasarkan pada prinsip yang dikenal sebagai efek Kerr, yang sejauh ini merupakan satu-satunya pendekatan yang diketahui yang memperkuat cahaya tanpa menyebabkan kebisingan berlebih yang signifikan. Prinsipnya telah didemonstrasikan sebelumnya, tetapi tidak pernah dalam format yang begitu kompak — versi sebelumnya terlalu besar untuk digunakan. Amplifier baru ini muat dalam sebuah chip kecil yang hanya berukuran beberapa milimeter, dibandingkan dengan amplifier sebelumnya yang beberapa ribu kali lebih besar.

Selain itu, amplifier baru menawarkan tingkat kinerja yang cukup tinggi sehingga dapat ditempatkan lebih hemat, menjadikannya pilihan yang lebih hemat biaya. Mereka juga bekerja dalam operasi gelombang kontinu (CW) daripada operasi berdenyut saja.

“Apa yang kami tunjukkan di sini mewakili operasi CW pertama dengan noise yang sangat rendah dalam chip terintegrasi yang ringkas. Ini memberikan kesempatan yang realistis untuk penggunaan praktis dalam berbagai aplikasi. Karena mungkin untuk mengintegrasikan amplifier ke dalam modul yang sangat kecil, Anda bisa mendapatkan solusi yang lebih murah dengan kinerja yang jauh lebih baik, menjadikannya sangat menarik bagi pemain komersial dalam jangka panjang,” kata Profesor Peter Andrekson. “Ini dapat memiliki banyak kegunaan praktis, tidak hanya dalam komunikasi, tetapi di berbagai bidang termasuk komputer kuantum, berbagai sistem sensor, dan dalam metrologi saat melakukan pengukuran atmosfer dari satelit untuk pemantauan Bumi.”